Analyses multi-omiques des processus de leucémogenèse des thymocytes murins et humains

Multi-omics analysis of murine and human thymocyte leukemogenesis processes

• Auteur / Autrice : Mathis Nozais
• Direction : Dominique Payet-bornet, Delphine Potier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé - Spécialité Bioinformatique et Génomique
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CRCM - Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
• Jury : Président / Présidente : Denis Thieffry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Payet-bornet, Touati Benoukraf, Jean-Francois Peyron, Delphine Potier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Touati Benoukraf, Jean-Francois Peyron

Mots clés

Mots clés libres

ScRNA-seq

Thymopoiese

Leucémie

Multi-omiques

Wes

ScRNA-seq

Thymopoiesis

Leukemia

Multi-omics

Wes

Résumé

La leucémie aiguë lymphoblastique T (LAL-T) reste à ce jour une pathologie de mauvais pronostic. Mieux comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents à la transformation maligne des progéniteurs thymiques devrait permettre d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients. L’objectif général de ma thèse a été d’utiliser des approches omiques telles que le scRNA-seq et exome-seq afin de décrypter les processus de leucémogenèse. A l’aide du modèle murin de LAL-T Ptendel (dans lequel le gène Pten est inactivé dans les thymocytes), j’ai tout d’abord étudié l’interaction fonctionnelle de PTEN et de MYC. Mes résultats montrent que MYC est absolument requis i) pour la leucémogenèse médiée par la perte de PTEN et ii) pour la différenciation des cellules T naïves en cellules T effectrices. Par ailleurs, l’analyse scRNAseq des thymocytes Ptendel a révélé des gènes différentiellement exprimés associés aux cellules leucémiques. J’ai alors entrepris de définir la pertinence de certains de ces gènes dans la pathogenèse humaine. Je me suis concentré sur des gènes de la famille BEX (Brain Expressed X-Linked). Nous avons tout d’abord validé l’expression ectopique de ces gènes dans les LAL-T humaines, puis nous montrons que cette expression est associée aux LAL-T TAL1+. De plus, nos données indiquent que BEX interagit avec le complexe TAL1 et donc serait impliqué dans l’oncogenèse des LAL-T. Une partie de mes travaux visait à étudier, par scRNAseq et exome-seq, des échantillons primaires humains. Dans ce contexte, je me suis focalisé sur les leucémies de phénotype mixte (MPAL) présentant des marqueurs des lignées T et M. Cette étude m’a permis d’aborder l’hétérogénéité intra-tumorale, l’évolution clonale et les mécanismes de résistance associés.

T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) remains a pathology with a poor prognosis. A better understanding of the molecular mechanisms underlying the malignant transformation of thymic progenitors could improve therapeutic management of patients. The aim of my thesis was to apply omics approaches such as scRNA-seq and exome-seq to decipher the processes of leukemogenesis. Using the Ptendel T-ALL mouse model (in which Pten gene is inactivated in thymocytes), I first investigated the functional interaction between PTEN and MYC. My results show that MYC is absolutely required i) for PTEN loss-mediated leukemogenesis and ii) for the differentiation of naive T cells into effector T cells. In addition, scRNAseq analysis of Ptendel thymocytes revealed differentially expressed genes associated with leukemic cells. Thus, I undertook to determine the relevance of some of these genes in human pathogenesis. In particular, I have investigated genes of the BEX (Brain Expressed X-Linked) family. We first validated the ectopic expression of these genes in human T-ALL, and then showed that this expression is associated with TAL1+ T-ALL. Furthermore, our data indicate that BEX interacts with the TAL1 complex and is therefore involved in T-ALL oncogenesis. The last part of my thesis is devoted to the analysis by scRNAseq and exome-seq, of human primary samples. In this context, I focused on mixed-phenotype acute leukemias (MPAL) expressing markers from both T and M lineages. This study enabled me to tackle intra-tumoral heterogeneity, clonal evolution and associated resistance mechanisms.